心理学研究表明: 初中学生正处于从形象思维向抽象思维过渡阶段,他们有发展抽象思维能力的要求,但仍偏重形象思维,具体的形象思维仍然是他们解决问题的主要思维方式,其抽象思维能力较弱,对片面的零碎的事实还缺乏一定的概括归纳能力。而物理学是一门研究自然界中的物质结构、相互作用以及运动规律的自然科学,它的实质主要就是对自然界中现象的抽象归纳总结。这两方面的矛盾让初中学生在物理学习中陷入了“理想很丰满,现实很骨感”的境地。那么作为初中物理教学的教师应通过什么方式帮助学生度过这个“困难”阶段呢?我认为搞好物理实验的教学对于解决这个问题大有裨益。
一、了解物理实验教学的特点、分类及形式
1.物理实验教学的特点
(1)实验内容的科学性。
(2)实验方式的探究性。
(3)实验资料的多样性。
(4)实验过程的完整性。
(5)实验形式的开放性。
(6)实验实施的协作性。
(7)实验操作的主体性。
(8)实验信息的交流性。
(9)实验教学的情感性。
(10)实验评价的过程性。
2.物理实验教学的分类
(1)测量型实验。
(2)探究型实验。
(3)设计型实验。
(4)开放型实验。
(5)操作型实验。
(6)演示型实验。
①测量型实验分为直接测量型和间接测量型:A.直接测量型,如用刻度尺测长度、用量筒测体积、用天平测质量、用温度计测水的温度、用弹簧测力计测量力、用电流表测电流、用电压表测电压等。B.间接测量型,根据待测物理量与其他物理量的关系式,先测出式中其他量,然后算出该量。
②探究型实验:通过一些实验现象,探索并总结物理规律。
③演示型实验:根据实验装置的图文信息,说明研究什么;观察现象并能根据实验现象或数据分析归纳得出结论。
④设计型实验:根据题目提出的问题,运用研究物理问题的方法进行实验设计,选取适当器材,规范地进行物理实验操作,设计表格,记录数据,分析实验数据,得出结论。如,探究影响摩擦力大小的因素,探究影响电阻大小的因素等。
⑤开放型实验:用多种实验方案得出同一结论(或验证同一结论),给出一定的实验器材进行多种实验。
⑥操作型实验:根据所学的物理知识进行实际连接、安装、设计。
3.物理实验教学的形式
物理实验由课堂教学、学生实验、教具学具的制作、小发明小创造、实验设计、专题讲座六种形式组成。六种形式组成的实验教学系统的总功能不是各自直接地、单独地体现出来的,而是通过它们之间的特殊联系间接地、综合地表现出来,教学中实现了物理实验教学的多元化。
二、在实验中应切实提高学生的参与度
苏联教育家苏霍姆林斯基说过“学生的聪明才智来自他们的手指头”,一针见血地指明了动手的重要作用。要培养学生的创造思维能力,就要培养学生的动手能力,尤其要切实提高学生的参与度。
1.让学生多动手。
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在物理实验教学中,应该创造条件让学生自己动手做,让学生在动手中观察思考、分析判断,自己去发现问题、解决问题和得出结论,使做实验的过程成为学生再发现的创新过程。比如学习“液化现象”时,课本上有压缩体积的演示实验而没有降温液化的实验,我让学生每人手拿一块玻璃并对玻璃呵气,让学生体会、研究实验现象,得出结论。
2.让学生都动手。
在上分组实验课时,秩序井然,实验结果(结论)正确,而在实验考查时,发现不少同学动手能力差,这是怎么回事呢?原来在分组实验的时候,老师只注意各小组是否动手、各组完成实验的情况,而没有注意到组内每个人的活动。因此,老师在分组实验时应强调:实验时,每次以一人为主,其他为辅,轮流做主,使大家的动手能力都得到提高。
3.让学生多动脑。
观察实验可以使学生了解物理世界丰富的感性知识,激发他们的学习爱好。教师在教学过程中应有意识地为学生创造观察物理现象的条件,指导他们的观察方法,利用他们的好奇心,培养他们观察的爱好和习惯,不断提高他们的敏锐性、深刻性、精确性,逐步形成较强的观察能力。如在讲杠杆、支点、力臂,并从实物中找出杠杆,分析是省力杠杆还是费力杠杆这部分知识时,学生感到有很大的难度。根据这种情况,我们用一个可动幻灯片——用铁镐撬石头,在彩色、可动图片的吸引和教师的实验操作下,学生顺利地找到了支点、动力作用点、动力臂、阻力的作用点、阻力臂,得出了正确的结论。
三、提高物理实验的成功率
物理实验的成功率,是衡量物理课本味品质优劣的标志。如果实验失败,就会导致本味的变质或丧失,这样会降低学生的学习热情。为了保证物理演示实验有较高的成功率,教师课前应做好准备工作:
1.认真阅读仪器说明书,了解仪器的主要构造和基本原理,课前做几遍实验,发现问题及时处理。
2.估计和掌握实验时间。
3.了解实验的准确程度,找出产生误差的主要原因和减小误差的方法。
4.构思在演示实验过程中如何引导学生有效地观察实验的办法(并拟定实验思考题)。
为了保证学生分组实验有较高的成功率,教师课前要亲自做实验,并研究三个方面的问题:
(1)实验装置和仪器性能是否符合规范要求,需作哪些调试和改进。
(2)掌握操作规范的要领,发现难点,确定上课时怎样使操作示范到位、讲解清楚。
(3)按规范要求测出较准确的数据,算出结果,再确定适当的误差范围,作为所用仪器性能可能达到的实验结果的参考值,并在上课时告诉学生:“实验结果在这个误差范围内,实验就成功了。”实践证明,给出这样的参考值后,学生做实验特别认真,做成功了特别高兴。反之,学生对测量准确与否心中无数,操作可随意进行,这样会使培养严肃认真的科学态度的教育落空,同时也会大大影响物理课的本味。
四、适当运用多媒体
利用常用仪器、教具进行演示是一种最基本的手段,而应用多媒体课件可以使学生真正体会到物理学科的学习方法,提高学生观察及分析问题的能力,并让学生能清楚地看到明显的现象,直观地感悟到变化的规律。如凸透镜成像这一实验,在课件的演示中能让学生直观地感悟到像距与物距的变化过程,从而得出“物距变小时,像距变大”这一规律;并让学生直观地看到特殊点成像的规律,从而让学生得到逼真的模拟,使学生认识加强、理解透彻。
五、物理实验教学中加强创新设计
在当今时代,朱正元老先生所提倡的“瓶瓶罐罐当器材,拼拼凑凑做实验”的实验教学思想还是极有价值的。利用身边常见的或是容易获取的物品做物理实验,不完全是因陋就简、废物利用,而是因为器材为学生所熟悉,学生会更感兴趣。麦克斯韦就说过:”一项实验,使用的材料越简单,学生越熟悉,就越想透彻地获得所验证的结果。”例如:利用可乐瓶进行模拟打“点滴”的原理:在可乐瓶的底部打一个小孔甲,瓶中装适量的水并盖紧盖子,里面的水不会流出。但在它的上方水面上的某处再打一个孔乙,由于大气压的作用,水就从甲孔流出,这就是打“点滴”的原理。
六、要注重培养学生实事求是的科学态度
实事求是是观察的基础,又是观察的重要品质和方法,也是未来科学工作者的基本态度。在物理实验教学中,要求学生坚持实事求是的科学态度,毫不含糊地尊重客观事实,以客观事实为依据,如实地记录实验中观察到的各种现象,甚至一个数据、一个标点符号,做到严格地把实验事实和自己对事实的解释区别开来。坚持实事求是的科学态度,不仅是提高物理实验质量的要求,也是增强学生科学素质、培养创造型人才的需要。
论文作者:张保
论文发表刊物:《教育学》2016年9月总第105期
论文发表时间:2016/11/7
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